水性可充电锌离子电池是一种安全、低成本的储能技术。然而，实际的ZIB开发在实现稳定的锌金属阳极方面面临着严峻挑战，因为锌金属阳极遭受析氢反应（HER）腐蚀和锌枝晶生长。为了应对这些挑战，马里兰大学Chen Poyen、南方科技大学Zhao Yusheng道了一种Zn²⁺诱导组装工艺，以制备Ti₃C₂T_x MXene还原的氧化石墨烯气凝胶，该气凝胶在锌板上具有ZnO壳层（缩写为ZnO/MG气凝胶–Zn），可用作稳定的锌金属阳极。

本文要点：

1) 通过向Zn板施加恒定电压，Zn²⁺逐渐释放以离子交联MG纳米片。经过自发水解和冷冻干燥，原位形成了由ZnO纳米颗粒组成的结皮层。此外，ZnO/MG气凝胶上的梯度Zn−O/Zn−F分布可以促进Zn²⁺的传输并共同抑制HER，从而实现快速的电化学动力学和无枝晶的Zn沉积。

2) 具有ZnO/MG气凝胶–Zn电极的对称电池在10 mA cm⁻²下可稳定循环1200小时。具有梯度结构和组成的ZnO/MG气凝胶-Zn电极结合了绝缘保护层和导电结构主体的优势，在稳定的Zn金属阳极方面取得了协同进步。

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Yang Li et.al Gradient Structural and Compositional Design of Conductive MXene Aerogels for Stable Zn Metal Anodes Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202301557

https://doi.org/10.1002/aenm.202301557